基于IEC 61131-3标准的控制系统及应用PDF电子书下载

第1章　IEC 61131-3标准的产生、应用现状和发展 1

1.1 IEC 61131-3标准的产生 1

1.2 IEC 61131-3标准的主要特点 3

1.2.1　采用软件模块 4

1.2.2　传统PLC编程语言的缺点 5

1.2.3 IEC 61131-3标准编程语言的特点 6

1.2.4 IEC 61131-3标准的缺陷 8

1.3 IEC 61131-3标准的应用现状 9

1.4 IEC 61131-3标准的发展 10

1.4.1 IEC 61131-3标准的修订和发展 10

1.4.2 IEC61499标准 11

第2章　IEC 61131-3标准的基本内容和工作原理 13

2.1　语言元素 13

2.1.1　分界符 14

2.1.2　关键字 15

2.1.3　直接量 17

2.1.4　标识符 18

2.2　数据类型 19

2.2.1　基本数据类型 19

2.2.2　导出数据类型 19

2.3　变量 24

2.3.1　变量的表示 24

2.3.2　变量的类型 26

2.3.3　变量的附加属性 26

2.3.4　变量的初始化 28

2.3.5　变量的声明 29

2.4　程序组织单元 30

2.4.1 POU的组成 31

2.4.2　功能 33

2.4.3　功能块 34

2.4.4　程序 39

2.5　软件模型和通信模型 39

2.5.1　IEC 61131-3标准软件与实际系统的关系 40

2.5.2　IEC软件模型 40

2.5.3　通信模型 43

2.6　基于IEC 61131-3标准的控制方案 44

2.6.1　基于传统PLC的控制方案 44

2.6.2　基于嵌入式控制器的控制方案 45

2.6.3　基于工业PC（IPC）的控制方案 45

2.7　基于IEC 61131-3标准的开发平台软件 46

第3章　IEC 61131-3标准的5种编程语言 52

3.1　指令表语言 52

3.1.1　指令表语言中的指令 52

3.1.2　通用累加器 52

3.1.3　操作符 53

3.1.4　函数和功能块 55

3.1.5　指令表语言应用实例 56

3.2　结构化文本语言 59

3.2.1　结构化文本语言概述 59

3.2.2　语句 61

3.3　梯形图语言 67

3.3.1　梯形图语言的构成元素 68

3.3.2　梯形图的执行 70

3.3.3　梯形图语言应用实例 73

3.4　功能块图语言 73

3.4.1　功能块图语言的构成元素 73

3.4.2　功能块图的执行控制 76

3.4.3　功能块图语言应用实例 76

3.5　顺序功能图语言 77

3.5.1　步 78

3.5.2　转换 79

3.5.3　动作 81

3.5.4　程序结构和步的进展规则 89

3.5.5　顺序功能图语言应用实例 92

第4章　IEC 61131-3标准的功能与功能块 96

4.1　功能 96

4.1.1　类型转换功能 96

4.1.2　数字功能 98

4.1.3　位串功能 101

4.1.4　选择和比较功能 103

4.1.5　字符串功能 105

4.2　功能块 106

4.2.1　标准双稳态功能块 107

4.2.2　标准边沿检测功能块 109

4.2.3　标准计数器功能块 110

4.2.4　标准定时器功能块 111

第5章　基于IEC 61131-3标准的IPC控制系统 115

5.1　基于PC的软逻辑控制技术概述 115

5.2　系统结构 116

5.2.1　基于PC的控制 116

5.2.2 IPC的组成 116

5.2.3　基于PC的软逻辑控制系统的结构及功能 117

5.3　基于IPC的软逻辑控制实例1——电梯模型控制 120

5.3.1　被控对象 120

5.3.2　系统硬件结构 121

5.4　基于IPC的软逻辑控制实例2——电加热炉PID控制 123

5.4.1　PID模块的构建 123

5.4.2　系统硬件结构 126

5.4.3　电加热炉PID控制 126

5.5　单神经元自适应控制 127

5.5.1　单神经元自适应PSD智能控制器的设计 127

5.5.2　基于IEC 61131-3标准的神经网络控制系统的实现 129

5.6　预测控制 132

5.6.1　单变量动态矩阵控制算法 132

5.6.2　预测控制软件 136

5.6.3　符合IEC 61131-3标准的三温区电加热炉预测控制系统 138

第6章　基于IEC 61131-3标准的PLC控制系统 144

6.1　概述 144

6.1.1　现代可编程控制器的特点 144

6.1.2　可编程控制器的发展趋势 145

6.1.3　传统PLC到现代可编程控制器 147

6.2　现代可编程控制器的硬件系统 148

6.2.1　硬件组成 148

6.2.2　系统配置 150

6.3　现代可编程控制器的软件系统 152

6.3.1　硬件配置软件 152

6.3.2　编程开发环境（Paradym-31）简介 157

6.4　三温区电加热炉模糊控制系统 162

6.4.1　模糊控制系统开发软件FCDS 163

6.4.2　模糊控制器的设计步骤 163

6.4.3　三温区电加热炉模糊控制系统工作原理 170

6.4.4　控制系统程序编制 172

6.4.5　实时监控 173

6.5　三容水箱专家控制系统 175

6.5.1　专家控制系统开发工具ECSS概述 175

6.5.2 ECSS的关键技术原理 176

6.5.3 ECSS使用初步 180

6.5.4　三容液位装置的特点及其专家控制系统的工作原理 182

6.5.5　专家控制器模块的开发 183

6.5.6　三容液位专家控制系统PLC控制程序的编制 187

6.5.7　实时监控 188

第7章　基于IEC 61131-3标准的嵌入式控制系统 190

7.1　概述 190

7.1.1　嵌入式控制系统硬件平台的选择 190

7.1.2　嵌入式控制系统实时操作系统的选择 192

7.1.3　基于IEC 61131-3标准的嵌入式控制系统 193

7.2　基于PC/104的控制系统 193

7.2.1 PC/104简介 193

7.2.2 PC/104的优点 194

7.2.3 PC/104软件设计 195

7.2.4　基于PC/104的软逻辑控制系统结构 197

7.2.5　彩灯循环控制实例 201

7.3　基于ABM7 S3C44B0的城市路灯监控系统 202

7.3.1　城市路灯监控系统的基本结构 202

7.3.2　远程监控终端的硬件组成 203

7.3.3　远程监控终端的软件组成 205

7.3.4　基于IEC 61131-3标准的软逻辑系统在μClinux上的实现 206

7.3.5　城市路灯监控系统IEC控制程序的实现 214

7.4　基于AT91 55800的糖厂澄清工段pH值控制系统 218

7.4.1　糖厂澄清工段生产工艺及控制要求 218

7.4.2　检测机构和控制阀门 220

7.4.3 pH值控制系统的硬件组成 221

7.4.4 pH值控制系统的软件组成 224

7.5　基于DSP的运动控制系统 239

7.5.1　TMS320F2812的基本结构 239

7.5.2　基于TMS320F2812的运动控制系统的设计 240

7.5.3　基于IEC 61131-3标准的运动控制系统的实现 243

第8章　基于IEC 61131-3标准的集散控制系统 252

8.1 DCS的发展历史和基本结构 252

8.2　最新的DCS体系结构和技术特征 253

8.3 DCS和IEC 61131-3标准的关系 254

8.3.1 DCS系统采用IEC 61131-3标准 255

8.3.2 IEC 61131-3标准在DCS中的实际运用 255

8.4　基于IEC 61131-3标准的DCS 256

8.4.1 Industrial IT系统 256

8.4.2 SIMATIC PCS7过程控制系统 258

8.4.3 NETWORK 6000系统 259

8.5　基于IEC 61131-3标准的DCS在水泥生产中的应用 261

8.5.1　水泥生产工艺简介 261

8.5.2 Freelance 2000的实现 262

8.5.3　基于IEC 61131-3的先进控制程序的实现 266

第9章　IEC 61499标准 273

9.1　概述 273

9.1.1 IEC 61131-3标准的缺点 273

9.1.2 IEC 61499标准简介 275

9.2 IEC 61499标准中的模型 280

9.2.1　系统模型 281

9.2.2　设备模型 281

9.2.3　资源模型 282

9.2.4　应用模型 282

9.2.5　功能块模型 284

9.2.6　分布模型 287

9.2.7　管理模型 287

9.2.8　操作状态模型 289

9.3　各种功能块与子应用类型 290

9.3.1　基本功能块 291

9.3.2　复合功能块 296

9.3.3　子应用 300

9.3.4　服务接口功能块 303

9.4 IEC 61499标准小结 305

参考文献 307